一种新型的固液分离装置及其应用制造方法及图纸

本申请公开了一种新型的固液分离装置及其应用。本申请的固液分离装置具有一个自上而下的分离腔，分离腔的中上部侧壁上设置有药剂进口，分离腔的中下部侧壁上设置有污水进口，分离腔的底部或下部侧壁上设置有排泥口，分离腔的上部侧壁上设置有清水溢流口。本申请的固液分离装置，将药剂进口和污水进口分开设计，一反传统的污水和混凝药剂混合后进行混凝反应的思维限制，创造性的使得污水的流动方向和混凝药剂的运动方向相反，即污水从矾花的老化阶段流入，从矾花的生成阶段出水；不仅提高了矾花的使用效率，而且使得出水更加清澈，提高了污水处理质量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及污水处理领域，特别是涉及一种固液分离装置及其应用。
技术介绍
在现代污水处理过程中，混凝反应在水处理应用中是最广泛且不可缺少的重要环节之一。其工艺广范应用于自来水生产和工业污水处理工程中。混凝反应实际上是一个相当复杂的物理化学反应过程，目前较明确地认识到混凝反应过程包括三个阶段：凝聚、絮凝、网捕吸附。1、凝聚过程包括：向污水中加入絮凝剂，絮凝剂与污水中的污染物，如胶体、微粒等，迅速碰撞并进行电中和/吸附凝聚脱稳，脱稳微粒相互聚结而形成初级微絮体颗粒。2、絮凝过程则是初级微絮体颗粒继续吸附污染物，形成粗大而密实的、比重较大的沉降絮体颗粒的过程。3、矾花絮凝体网捕吸附过程包括：矾花絮凝体即絮体，絮体是由絮凝剂构成，絮凝剂经过水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的联合，吸附污染物，如胶体、微粒等；在污染物间“架桥”，从而促进集聚，是一种不可逆的聚集。絮凝剂主要是带有正电性或负电性的基团中和一些水中带有负电性或正电性难于分离的污染物，如胶体、微粒等，降低污染物的电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，与絮凝剂一起形成矾花絮凝体。目前普遍的污水处理混凝反应流程是：污水进入混凝反应池，分段加入各种混凝药剂进行快慢混反应，让絮凝体捕获污染物之后，再对污水进行沉淀滤清，固液分离后的絮凝体形成污泥后不再利用。在实际的操作过程中，混凝药剂的添加量与污水中污染物浓度并没有很明显的线性比例关系，因此，为了保障污水的处理效果，也就不可避免地需要添加过量的混凝药剂，这是实践生产中普遍存在的现象。这不仅造成了混凝药剂的极大浪费，而且也直接增加了污水处理的成本。此外，如前面提到的混凝反应过程包括三个阶段，其实这三个阶段也是矾花絮凝体成长的三个阶段。这三个阶段中矾花絮凝体吸附过程的电位变化以及污染物净化情况如图1所示，在凝聚阶段，带正电或负电的矾花生成，与污染物碰撞、中和，使污染物脱稳，图1a；其后，在絮凝阶段，矾花进一步吸附污染物，形成比重较大的沉降絮体颗粒，图1b；最后，矾花絮凝体对胶体、微粒等污染物进行网捕吸附，图1c。经三个阶段后，混凝反应基本完成，污水中的绝大部分污染物已经被分离，获得清水。在这三个过程中，矾花对污染物的吸附能力也是逐渐减弱的，如图2所示，矾花刚刚生成时，图2a，污水中含有很多污染物，其吸附能力也逐渐形成，因此能够很好的吸附各种污染物；在矾花成熟阶段，图2b，矾花能够吸附各种容易吸附、甚至不容易吸附的污染物；在最后矾花老化阶段，图2c，水中的污染物大量减少，其中仅有很少部分不易被吸附的污染物。在矾花老化阶段，第一，矾花的吸附能力较弱；第二，水中的污染物浓度已经很低，不再那么容易与絮凝剂发生碰撞反应，从而也就不再容易被矾花絮凝体吸附。虽然进一步增大混凝药剂的用量，即增加矾花的量，在一定程度上能够让出水更清澈一些；但是，在目前的工艺水平上这也基本达到了一个瓶颈，在极大的浪费混凝药剂的同时，也无法使出水更加清澈。理论上来说，可以将出水在进行一次混凝反应；但是，在实践操作中，这相当于采用了双倍的处理成本，性价比很低，基本上不会这样操作。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种改进的全新的固液分离装置和应用。本申请采用了以下技术方案：本申请的一方面公开了一种固液分离装置，该固液分离装置具有一个自上而下的分离腔，分离腔的中上部侧壁上设置有药剂进口，分离腔的中下部侧壁上设置有污水进口，分离腔的底部或下部侧壁上设置有排泥口，分离腔的上部侧壁上设置有清水溢流口。需要说明的是，本申请的固液分离装置，与传统的将混凝药剂与污水混合后一起进行混凝反应的方式不同，本申请将药剂进口和污水进口分开，并且，药剂进口设计在污水进口的上方，使得混凝药剂与污水混合时，两者的运动方向相反，即本申请提出的逆流式混凝反应。在逆流式混凝反应中，污水是从矾花的老化阶段进入，然后相继依序经过矾花的成熟阶段、生成阶段，最后从矾花的生成阶段出水。这样的好处是，第一，最大限度的利用矾花成熟阶段相对较弱的吸附力，对高浓度的污水中的污染物进行吸附，使得矾花性能最大化；第二，污水与矾花的运动方向相反，使得处理后的水从矾花生成阶段流出，而矾花生成阶段的吸附性能是最强的，因此，可以有效的吸附浓度很低的部分不易被吸附的污染物，从而使得出水更加清澈；第三，采用本申请的逆流式混凝反应，无需采用过量的混凝药剂，也可以达到比传统方法更好的污水处理效果。优选的，在分离腔的顶端安装有搅拌推流器，搅拌推流器的扰流浆或推流泵伸入圆柱形空腔内。需要说明的是，搅拌推流器的作用是搅拌使混凝药剂与污水充分混合。本申请的一方面还公开了第二种固液分离装置，该固液分离装置的主体为一个圆柱形空腔，圆柱形空腔的顶部安装有搅拌推流器，搅拌推流器的扰流浆或推流泵伸入圆柱形空腔内；圆柱形空腔的上部侧壁上开设有药剂进口，下部侧壁或底部开设有排泥口；圆柱形空腔的内部设置有隔板，隔板在圆柱形空腔的内部围成相对封闭的圆锥形腔，圆锥形腔的底部与圆柱形空腔连通；圆锥形腔的顶端，在圆锥形腔外面具有一个清水溢流口；与隔板相对应的在圆柱形空腔的中下部的侧壁上开设有污水进口。需要说明的是，本申请所公开的第二种固液分离装置，实际上就是把本申请的逆流式混合反应应用到专利技术人之前设计的一种新型的一体化固液分离装置中，只是在圆柱形空腔上分别设计了药剂进口和污水进口。本申请中圆柱形空腔的顶部、上部侧壁、下部侧壁和底部，是按照图3所示的结构示意图进行的定位，顶部即圆柱形空腔的最上端，底部即最下端，上部侧壁即靠近顶部的侧壁，下部侧壁即靠近底部的侧壁；污水进口开设于上部侧壁，而排泥口开设于下部侧壁或底部，是考虑到污泥在重力的作用下，沉淀于圆柱形空腔的底部，因此，污水从上部进行，而污泥从下部或底部排出。排泥口可以在侧壁上开设也可以在底部开设，在侧壁开设可以方便放置管道，而开设于底部的话，则需要将管道埋在地底，或者将整个固液分离装置架起来。与隔板相对应的在圆柱形空腔的中下部的侧壁，则是指污水进口比药剂进口低，并且，两者的距离拉开越大越有利于拉开矾花老化阶段、成熟阶段和生成阶段；但是，污水进口又不能是隔板笼罩区域，因为隔板笼罩区域主要是用于沉淀污泥用的，因此，污水进口是设置在隔板相对应位置的侧壁上，而不是圆柱形空腔的最下部。需要补充说明的是，就上下位置而言，本申请中药剂进口在最上面，中间为污水进口，最下面即下部侧壁或底部为排泥口。本申请中，隔板在圆柱形空腔的内部围成相对封闭的圆锥形腔，其中，相对封闭是指，隔板是实体结构的，隔板上没有孔道或其它供水通过的通道，隔板是将圆锥形腔内外的水体隔离的，这样可以使圆锥形腔内的水体不受外部的水流影响。但是，圆锥形腔的底部是开放的，其底部与圆柱形空腔连通，使得整个圆锥形腔与圆柱形空腔是连通的，圆锥形腔并不是完全独立的封闭空间。还需要说明的是，本申请所公开的第二种固液分离装置中，通过在圆柱形空腔内设置隔板，并由隔板围成相对封闭的圆锥形腔，在一个装置内实现了多个功能分区，从而实现了一体化的固液分离装置。具体的，在圆柱形空腔的上部，由搅拌推流器推动扰流浆或推流泵，形成快混区，可以实现药剂和污水的快速混合；而随着向下，扰流浆或推流泵所不及之处，搅拌的速度也随之下降，即形成慢混区，以保障药剂的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固液分离装置，其特征在于：所述固液分离装置具有一个自上而下的分离腔，所述分离腔的中上部侧壁上设置有药剂进口，分离腔的中下部侧壁上设置有污水进口，分离腔的底部或下部侧壁上设置有排泥口，分离腔的上部侧壁上设置有清水溢流口。

【技术特征摘要】
1.一种固液分离装置，其特征在于：所述固液分离装置具有一个自上而下的分离腔，所述分离腔的中上部侧壁上设置有药剂进口，分离腔的中下部侧壁上设置有污水进口，分离腔的底部或下部侧壁上设置有排泥口，分离腔的上部侧壁上设置有清水溢流口。2.根据权利要求1所述的固液分离装置，其特征在于：所述分离腔的顶端安装有搅拌推流器，搅拌推流器的扰流浆或推流泵伸入圆柱形空腔内。3.一种固液分离装置，其特征在于：所述固液分离装置的主体为一个圆柱形空腔，所述圆柱形空腔的顶部安装有搅拌推流器，搅拌推流器的扰流浆或推流泵伸入圆柱形空腔内；所述圆柱形空腔的上部侧壁上开设有药剂进口，下部侧壁或底部开设有排泥口；所述圆柱形空腔的内部设置有隔板，所述隔板在圆柱形空腔的内部围成相对封闭的圆锥形腔，圆锥形腔的底部与所述圆柱形空腔连通；所述圆锥形腔的顶端，在圆锥形腔外具有一个清水溢流口；与所述隔板相对应的在圆柱形空腔的中下部的侧壁上开设有污水进口。4.根据权利要求3所述的固液分离装置，其特征在于：所述隔板通过隔条或网筛固定连接于所述圆柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春辉，
申请(专利权)人：张春辉，
类型：发明
国别省市：广东;44